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基于超级电容的电梯节能控制技术的研究 

崔淑梅，迟久鸣

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作者简介：崔淑梅，女，教授/博导，车辆电子与控制/电机与控制. E-mail: cuism@hit.edu.cn 

（哈尔滨工业大学电气工程系，哈尔滨 150001） 

摘要：在现代建筑中安装的许多电梯都不能够进行反向功率流动，并且二极管不可控整流器
应用广泛。由于存在上述现象，再生电功率是被制动电阻消耗掉的，于是便有了可观的裕量
用来节能。在分析了采用交直交变频器的电梯节能系统的经典结构基础上，选择了超级电容
器通过双向 DC-DC 与直流母线连接这种结构。研究了电梯的运行特性，得到不同运行工况
下曳引机需求功率，在此基础上根据系统节能要求进行超级电容的计算。通过分析国内车用
复合电源和国外相似类型的电梯节能系统的控制策略，由此总结出电梯节能系统的控制目标
是：在满足曳引机功率需求的前提下，充分发挥超级电容的能量缓冲器作用，最大限度地回
收制动能量，并将此部分回收能量尽可能地释放给电动状态的曳引机，最终实现可观的节能
目标。 
关键词：  电机与电器；超级电容；电梯节能；能量回馈； 
中图分类号：TM92 
 

Research on Energy Saving Control of Elevators Based on 

Supercapacitors 

Cui Shumei, Chi Jiuming 

(School of Electrical Engineering and Automation,Harbin Institute of Technology, Harbin 150001) 

Abstract: The reverse power flow of many elevators couldn't be realized in modern buildings, and the 
uncontrollable diode rectifier is widely used. Because such phenomenon exists, the regenerative power 
was consumed by brake resistor, there is considerable margin for energy saving. Based on the analysis 
of    classical structure of energy-saving elevator using AC-DC-AC frequency converter, the structure 
of supercapacitor connecting with DC bus through bi-directional DC-DC is selected. The power 
demand of tractor is calculated based on the research of elevator's operating characteristics.The 
capacitance of designed supercapacitor is calculated according to the system's energy saving 
requirement. Based on the analysis of control strategy of domestic composite power system of electric 
vehicle and similar type energy-saving elevator aboard, the system's control target is summarized. The 
target is giving full play to the energy buffer effect of supercapacitor, maximizing recovery of the 
regenerative energy, unleashing the energy to the motoring state's tractor as soon as possible, finally the 
target of energy saving is realized under the conditon of satisfying the tractor's power demand. 
Key words: Electric Machines and Electric Apparatus;Supercapacitor;Energy Saving of Elevators; 
Energy Feedback 

 

0  引言 

我国建筑物的能耗约占全国总能耗的 28%左右

[1]

。其中电梯的用电量仅次于空调，远高

于照明、供水等的用电量，电梯的能耗已经引起业界高度重视，因此电梯的节能具有非常重

要的现实意义。电梯的耗电主要来自于驱动轿厢升降的曳引机，电动机拖动负载消耗的电能

占总耗电量的 70%以上。因此研究开发高效能的电机拖动系统，是电梯节能的关键

[2]

。电机

拖动系统节约电能的途径主要有两大类：第一类是提高电机拖动系统的运行效率。例如，采

用变频器调速来取代异步电动机调压调速，是目前使用最广泛的提高电动机运行效率的节能

措施；除了采用变频器调速技术外，永磁同步无齿轮曳引机技术的发展和应用，使电梯电机

拖动系统的运行效率更高，节能效果更加显著。第二类是将运动中负载上的机械能通过能量